Фрезы 4 зуба: конструкция, геометрия и режимы резания
Четырёхзубые фрезы представляют собой стандартный инструмент для чистовой и получистовой обработки на станках с ЧПУ и универсальном оборудовании. Увеличенное количество режущих кромок по сравнению с двух- или трёхзубыми аналогами обеспечивает более высокую подачу на зуб при сохранении заданной шероховатости поверхности. Основное применение обработка конструкционных и легированных сталей, чугуна, титановых и алюминиевых сплавов в условиях стабильного закрепления заготовки.
Конструктивные особенности фрез с 4 зубьями
Геометрия четырёхзубой фрезы оптимизирована для работы с умеренными глубинами резания (от 0,5 до 2,0 диаметров инструмента). Угол наклона винтовой канавки обычно составляет от 30 до 45 это обеспечивает плавное врезание и эффективный отвод стружки. Сердечник инструмента усилен по сравнению с трёхзубыми версиями, что повышает жёсткость при боковых нагрузках. Торцевые режущие кромки могут иметь фаску или радиусную заточку выбор зависит от требуемого качества обработанной поверхности и стойкости инструмента.
Основные параметры, определяющие выбор фрезы 4 зуба:
- диаметр режущей части от 1 до 25 мм (наиболее распространённый диапазон);
- длина режущей части от 3 до 50 мм в зависимости от серии;
- тип хвостовика цилиндрический (H6) или Weldon для повышенного крутящего момента;
- покрытие TiAlN, AlTiN, TiSiN или без покрытия для цветных металлов.
Режимы резания для четырёхзубых фрез
Расчёт режимов выполняется исходя из обрабатываемого материала, жёсткости системы СПИД и требуемой стойкости инструмента. Для четырёхзубых фрез характерна более высокая минутная подача по сравнению с трёхзубыми при той же подаче на зуб. Рекомендуемые параметры для типовых материалов:
| Материал | Скорость резания, м/мин | Подача на зуб, мм/зуб | Глубина резания, мм | Тип СОЖ |
|---|---|---|---|---|
| Сталь 45 (HRC 2025) | от 120 до 180 | от 0,02 до 0,08 | от 0,5 до 1,5 | Эмульсия 58% |
| Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т | от 60 до 100 | от 0,015 до 0,05 | от 0,3 до 1,0 | Масляная СОЖ |
| Алюминиевый сплав Д16Т | от 250 до 400 | от 0,05 до 0,15 | от 1,0 до 3,0 | Сжатый воздух / туман |
Области применения четырёхзубых фрез
Инструмент с четырьмя зубьями востребован в следующих операциях:
- чистовое фрезерование плоскостей и уступов на обрабатывающих центрах;
- контурная обработка деталей штампов и пресс-форм;
- фрезерование пазов и карманов с прямолинейными участками;
- обработка закалённых сталей до HRC 55 при использовании твёрдосплавных марок с покрытием;
- работа на станках с невысокой жёсткостью шпиндельного узла (компенсация вибраций за счёт равномерного нагружения зубьев).
Четырёхзубые фрезы не рекомендуются для глубоких пазов (более 2 диаметров) из-за ухудшенного стружкоотвода по сравнению с трёхзубыми. Для таких операций применяют инструмент с переменным шагом или увеличенным объёмом стружечной канавки.
Вопросы и ответы
Чем отличается фреза 4 зуба от 3 зуба?
Основное различие количество режущих кромок. Четырёхзубая фреза обеспечивает более высокую минутную подачу при той же подаче на зуб, но имеет меньший объём стружечной канавки. Это ограничивает применение при глубоком резании и обработке вязких материалов.
Для каких материалов подходит фреза с 4 зубьями?
Инструмент эффективен для сталей (включая нержавеющие и закалённые до HRC 55), чугуна, титановых и алюминиевых сплавов. Для цветных металлов рекомендуется использовать фрезы с полированными канавками и без покрытия.
Как выбрать покрытие для четырёхзубой фрезы?
TiAlN универсальное покрытие для сталей и чугуна. AlTiN предпочтительно для сухой обработки и высоких температур. TiSiN применяется для закалённых сталей. Без покрытия для алюминия и медных сплавов.
Какая подача на зуб для фрезы 4 зуба?
Рекомендуемая подача на зуб составляет от 0,01 до 0,15 мм/зуб в зависимости от материала и диаметра инструмента. Для чистовых проходов выбирают нижние значения, для черновых верхние.